(57)【要約】【課題】着脱タンク可能なインクタンクが装着可能なインクジェット記録ヘッドにおいて、タンク交換時におけるヘッドからのインク流出防止と顔料インクの沈降対策を簡便な方法で実現する。【解決手段】インクタンクが着脱可能であるインクジェット記録ヘッドとして、インクタンクと結合される結合部とインクを吐出する吐出部との間にインク室を有し、該インク室内にインクに比べて比重の大きい球状物を有することを特徴とする。ここで、前記球状物は、前記インクジェット記録ヘッドに対するインクタンク着脱時において、前記インク室から前記吐出部への連通路を遮断することを特徴とする。又、前記インク室の幅は前記インク流路側が狭く、インク流路から遠ざかる程広く形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2006218676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクタンクが着脱可能であるインクジェット記録ヘッドであって、
インクタンクと結合される結合部とインクを吐出する吐出部との間にインク室を有し、該インク室内にインクに比べて比重の大きい球状物を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記球状物は、前記インクジェット記録ヘッドに対するインクタンク着脱時において、前記インク室から前記吐出部への連通路を遮断することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記インク室の幅は前記インク流路側が狭く、インク流路から遠ざかる程広く形成されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記ヘッド傾け手段は、前記インクジェット記録装置の外装上カバーが閉じているときは作動せず、前記外装上カバーを開けることにより作動するよう構成したことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記ヘッド傾け手段は、前記インクタンクのインク量の有無を検知するインク残量検知手段がインクが無くなったことを検知し、且つ、前記外装上カバーを開けた場合に作動するよう構成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出し記録を行うインクジェット記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多孔質材等の負圧発生部材を持たないインクタンク、いわゆる生タンクとインクジェットヘッドとのインク供給面での結合にはインクジェットヘッド側に設けられたニードルをインクタンク側に設けられた弾性部材から成る結合部に貫通挿入することにより行われることが一般的である。
【０００３】
又、最近はインクジェットで記録された記録物の画像堅牢性を向上させる狙いで、インクとしては顔料インクを用いる傾向にある。
【０００４】
しかし、前記ニードルに設けられたインク取入れ口である穴はインク供給量との関係で比較的大きな穴が設けられており、インクタンクを交換する際、即ちインクタンクを外してて新しいインクタンクを装着する際、古いタンクをヘッドから外した時点ではヘッドに対しそれまで発生していたインクタンクからの負圧が一時的に開放されることから、インクジェットヘッド内に残されたインクの自重をニードルのインク取り入れ口でのメニスカス保持力では保持することができず、インクジェットヘッドの吐出孔からインクが流出してしまう可能性があった。
【０００５】
そのため、この問題を回避するために、ニードルに設けられたインク取り入れ口の穴を遮断するための複雑な機構を用いている。
【０００６】
図７（ａ）は従来例を示すもので、４０はシーリングでシーリングホルダ４１の中に保持されていてタンク側供給部１６が装着されると、スプリング４４を圧縮しながら下に移動し、ニードル１に開けられたインク取入れ口２がタンク側結合部１５を通過した状態でインクタンクのタンク側結合部１６と連通を取っている。
【０００７】
タンクを外したときは、スプリング４４の復帰力により  シーリング４０はシーリングホルダ４１と伴にニードル１を摺動していき、ハウジング４２に設けられたストッパ４３にシーリングホルダが突き当たるところで止まり、この状態でインク取り入れ口２をシーリングによって塞ぐという複雑な構成を採っている。
【０００８】
又、顔料インクでは顔料分散体の沈降の問題があり、インク供給系内に沈降を防止する手段を有する方法が考案されている。
【０００９】
又、特許文献１には、ニードルに設けられた横穴を塞ぐためのシーリング部分が、タンクを装着していない時は前期横穴部を取り囲み密閉し、タンクを装着すによりシーリング部分が摺動する構成が開示されている。
【００１０】
更に、特許文献２には、ニードルをゴム弾性部材から成る遮蔽部材を有するキャップ装置の内部に配置しインクタンクを装着しないときは遮蔽部材の開口を塞ぐことで内部を密封することが開示されている。
【００１１】
【特許文献１】特開平９−１７４８７９号公報
【特許文献２】特開平９−３１４８６２号公報
【特許文献３】特開平１１−３４８３０８号公報
【特許文献４】特開２００３―２６６７３０号公報
【特許文献５】特開２００３―２７６１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、非タンク装着時のインクジェットヘッド吐出孔からのインク流出防止と、顔料インクの沈降の問題を非常に簡便な構成で解決することができるインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、インクタンクが着脱可能であるインクジェット記録ヘッドであって、インクタンクと結合される結合部とインクを吐出する吐出部との間にインク室を有し、該インク室内にインクに比べて比重の大きい球状物を有することを特徴とする。
【００１４】
キャリッジ上に搭載されるインクジェット記録ヘッドと同じくキャリッジ上で前記インクジェット記録ヘッドと結合される記録用インクを供給するための交換可能なインクタンクにおいて、前記インクジェット記録ヘッドには前記インクタンクと結合し前記記録用インクを導入するインク導入部と該インク導入部の下流に位置したフィルター、該フィルターを上流に持つインク室及び該インク室からインク吐出部へ繋がるインク流路を有し、前記インク室の底面は前記インク流路側が高くインク流路から遠ざかるに従い低く形勢されており、且つ、前記インク室には前記記録用インクより比重の大きい球状物を有している。
【００１５】
前記インクタンクの交換時にはタンク交換ポジションに前記キャリッジを移動させ、該タンク交換ポジションにあるヘッド傾け手段により前記インク室の前記底面が前記インク流路側が前記インク流路から遠ざかる側より低くなる様に前記インクジェット記録ヘッドが傾けられ、該操作により前記インク室内にある前記球状物が前記インク流路を遮断するよう構成した。
【００１６】
又、前記インク室の幅は前記インク流路側が狭く、インク流路から遠ざかる程広く形成した。
【００１７】
前記ヘッド傾け手段は、前記インクジェット記録装置の外装上カバーが閉じているときは作動せず、前記外装上カバーを開けることにより作動するよう構成した。
【００１８】
更に、前記ヘッド傾け手段は、前記インクタンクのインク量の有無を検知するインク残量検知手段が、インクが無くなったことを検知し、且つ、前記外装上カバーを開けた場合に作動するよう構成した。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のインクジェット記録ヘッドは、タンクとの結合によりインクを導入するインク導入部であるニードル（以降、「ニードル」と言う）の下にインク室を設け、インク室からインク吐出部へ繋がるインク流路を有し、インク室の底面はインク流路から遠ざかるに従い低くなるように形成され、且つ、インク室内にインクより比重の大きい球状物を備えると共に、インクタンク交換時にはインクタンク交換ポジションにインクジェットヘッド及びタンクを搭載したキャリッジを移動させ且つ該交換ポジションにおいてインクジェットヘッドが傾けられるといった簡便な構成により、インクジェットヘッドのインク室内に設けられた球状物がインク室内をインク流路側に移動してインク流路を塞ぎ、インクの流れを遮断することで、インクタンクが外された状態においても、ヘッド内のインクが自重で吐出孔から流出するという問題を防ぐことができる。
【００２０】
又、タンク交換時以外では、印字時等のキャリッジの動作によって前記球状物がインク室内をキャリッジスキャン方向に動き回ることで、例えば顔料インクを用いた場合に起こり易い顔料分散体の沈降等を抑える効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１及び図４（ａ），（ｂ）を用いて最良の形態を説明する。
【００２２】
キャリッジ２６上に搭載されるインクジェット記録ヘッド２３と同じくキャリッジ上で前記インクジェット記録ヘッドと結合される記録用インク８を供給するための交換可能なインクタンク２４において、前記インクジェット記録ヘッド２３には前記インクタンク２４と結合し、前記記録用インク８を導入するインク導入部１と該インク導入部の下流に位置したフィルター４、該フィルター４を上流に持つインク室３及び該インク室３からノズルオリフィス１３ＨＢ１２等のインク吐出部へ繋がるインク流路５を有し、前記インク室３の底面６は前記インク流路５側が高くインク流路５から遠ざかるに従い低く形勢されており、且つ、前記インク室３には前記記録用インク８より比重の大きい球状物７を有している。
【００２３】
前記インクタンク２４の交換時にはタンク交換ポジションに前記キャリッジ２６を移動させ、該タンク交換ポジションにあるヘッド傾け手段３６により前記インク室３の前記底面６が前記インク流路５側が前記インク流路５から遠ざかる側より低くなるように前記インクジェット記録ヘッド２３が傾けられ、該操作により前記インク室３内にある前記球状物７が前記インク流路５を遮断するよう構成した。
【００２４】
又、前記インク室３の幅は前記インク流路５側が狭くインク流路５から遠ざかる程広く形成した。
【００２５】
前記ヘッド傾け手段３６は、前記インクジェット記録装置の外装上カバー２９が閉じているときは作動せず、前記外装上カバー２９を開けることにより作動するよう構成する。
【００２６】
＜実施の形態１＞
図１は本発明のインクジェット記録ヘッドの構成を示す断面図であり、通常の印字時の状態を模式的に示してある。
【００２７】
１はインク導入部であるニードルで、インクタンク（図示せず）のタンク側供給部１６のタンク側結合部１５に挿入され、前記ニードルに設けられているインク取り入れ口２からインクをヘッド側の供給部材１４内にあるインク室３にフィルター４を介して供給する。インク室３の底部には、インクを吐出するための吐出用ヒーター（図示せず）を備えたＨＢと該吐出用ヒーターに対応して設けられたノズルオリフィス１３等を有するインク吐出部に繋がるインク流路５が配置されている。
【００２８】
インク室３の底面６は、図に示すようにインク流路５側が高く、インク流路５から遠ざかるに従い低く形成されており、インク室３内には球状物７が入れてある。図２にインク室３を透過した図を示す。又、インク室３の中を上側から見た図を図３に示す。
【００２９】
ここで、インク室３を構成するインク室側壁１７は、図２及び図３に示すように、インク流路５から遠ざかるに従い離れるように設置されている。これは、キャリッジ２６のスキャン方向である矢印１８の方向にインクジェット記録ヘッド２３が走査したとき、キャリッジ２６がターンする際に生じる慣性力によって球状物７がインク室３の側壁１７に衝突するが、その衝突の後の球状物７の動きをコントロールするためにある。
【００３０】
図３で破線で示した７’は球状物７がインク室３の側壁１７に当ったときの状態を示している。ここで、ベクトル１９は球状物７の衝突力であり、この衝突力ベクトル１９の反力がベクトル２０である。ベクトル２０は、キャリッジ走査方向１８の分力ベクトル２１と、キャリッジ走査方向１８に直交する方向の分力ベクトル２２の合成された力であるので、球状物７には側壁１７に衝突するたびにインク流路５から遠ざける方向の力ベクトル２２が働くことになる。このことは、衝撃で球状物７がインク流路５の所に行ってしまい、インクの流れを阻害するようなことが起こらないように働くことを意味する。
【００３１】
インク８が顔料インクの場合、この球状物７がインク室３内を動き回ることで顔料分散体の沈降を防止できる防げることは公知の事実である。
【００３２】
図４（ａ），（ｂ）は本発明のインクジェット記録装置の模式図であり、本発明に関わる部分だけをキャリッジスキャン方向から見た形で示している。図４（ａ）は通常の使用状態を、図４（ｂ）はインクタンク２４を交換する時の状態を示す。
【００３３】
インクジェット記録ヘッド２３は、キャリッジ２６に搭載され、同じくキャリッジ２６に搭載される交換可能なインクタンク２４と結合される。２５はタンクを着脱するためのレバーである。キャリッジ２６はシャフト２７及びガイド２８によりヘッドの吐出部が被記録材（図示せず）に対し略平行になるように設置されており、画像信号に合わせてインクジェット記録ヘッド２３をキャリッジ２６の走査方向１８にスキャンさせる。２９は外装上カバーでインクタンク２４の交換作業等の場合開けて作業する。３０は外装下カバーである。３１はアウターであり内部にインナーワイヤー３４（３５）を有する、３４はインナーワイヤーの作用側で３５は力点側である。
【００３４】
３６はヘッド傾け部材で、通常の使用状態の時はキャリッジ２６等に干渉しないように高さを低くしている。３２及び３５はそれぞれアウター３１をインクジェット記録装置本体に固定するための固定具１及び固定具２である。図４（ａ）に示すように、通常使用状態では外装上カバー２９は閉じられており、該外装カバー２９の後端側に結合されたインナーワイヤイー力点側３５はアウター３１から長く出ていて、逆に、インナーワイヤーの作用側３４はアウター３１から余り出ていない。
【００３５】
次に、図４（ｂ）のように、インクタンク２４を交換する際は外装上カバー２９を開ける。すると、外装上カバーの後端に結合されたインナーワイヤー力点側３５は、アウター３１内に押し込まれる。すると、インナーワイヤー作用側３４はアウター３１から押し出されヘッド傾け部材３６を押し上げる。
【００３６】
ヘッド傾け部材３６が押し上げられると、キャリッジ２６はシャフト２７を中心に図４（ｂ）の場合では反時計回りに回動する、すると、インクジェット記録ヘッド２３及び交換型インクタンク２４は傾けられる。
【００３７】
次に、このときの状態とその後のタンク交換時について図５（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
【００３８】
図５（ａ）はインクジェット記録ヘッド２３及び交換型インクタンク２４が傾けられた状態を説明するための図であり、図中に符した符号は図１に付した内容と同じである。
【００３９】
この図からも分かるように、インク室３の底面６は傾けられたことによりインク流路５側がインク流路５から遠ざかる側より低くなる。すると、これまでインク流路５から遠い側にいた球状物７は重力の影響で低い側、即ちインク流路５側へと移動する。移動してきた球状物７は、インク流路５を丁度塞ぐ形で止まる。このとき、球状物７はインク流路を塞ぐ弁又はバルブの働きをしていることになる。
【００４０】
この状態であれば、インクジェット記録ヘッド２３内に残るインク８が自重でノズルオリフィスから流出しようとする力も抑えることができていることになるので、交換型インクタンク２４を取り外し、新しいインクタンクに交換する作業に移れる。図５（ｂ）では、交換型インクタンク２４を外した状態を示している。球状物７がインク流路５を塞いでいないと、ニードル１のインク取り入れ口２近くまで残ったインクは当然重力の影響でノズルオリフィス側から出ようとするが、このように途中の系を遮断された状態ではそれは起きない。
【００４１】
図６はヘッド傾け部材３６を詳細に示した図である。
【００４２】
３７はヘッド傾け部材３６に設けられた斜面であり、ヘッド傾け部材３６が外装上カバー２９を開けることでタンク交換ポジションで押し上げられた後、キャリッジ２６がタンク交換ポジションに移動してくる場合、この斜面３７を利用し除々にキャリッジ２６をシャフト２７を中心に回動させることができる。３２はアウター固定具１でアウター３１が３２番のアウター固定具１途中で突き当てられて固定されている。
【００４３】
３９はガイドピンで、ヘッド傾け部材３６が上下動を繰り返したり、キャリッジ２６が斜面３７を上っていく際に発生する力に対し、位置ずれを生じさせないようにしている。３８はヘッド傾け部材に設けられた押し部であり、ここでキャリッジ２６を押す形になると所望のヘッド傾け状態となる。
【００４４】
＜実施の形態２＞
最近のインクジェット記録装置では、交換型インクタンク内の残インク量を検知する手段を有することがめずらしくなくなってきている。
【００４５】
本実施の形態としては、このようなインクタンク内のインク残量検知手段を有する記録装置において、タンク内インクが無くなったことを検知し、且つ、外装上カバーを開けた場合にキャリッジがタンク交換ポジションに移動し、ヘッド傾け手段を作動することができる。
【００４６】
この場合、実施の形態１で示したようなアウター３１とインナーワイヤーで行うのではなく、外装上カバー２９のオープン検知手段を設け、外装カバー２９のオープンとインク残量検知がインクが無いことの両方の検知信号が出た場合、ヘッド傾け手段を動作させるアクチュエーターを駆動させる信号を発するのである。
【００４７】
この方法であれば、インクタンク交換とは関係ない目的で、外装上カバーを開けた場合にヘッド傾け手段を動作させるという無駄な動作を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係るインクジェット記録ヘッドのインク室を示す透過図である。
【図３】本発明に係るインクジェット記録ヘッドのインク室内部の投影図である。
【図４】本発明に係るインクジェット記録装置の模式図である。
【図５】本発明のインクタンク交換時のインクジェット記録ヘッドの状態を示す図である。
【図６】ヘッド傾け手段を示す図である。
【図７】従来のインク供給部の結合部の図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    インク導入部であるニードル
２    ニードルのインク取入れ口
３    インク室
４    フィルター
５    インク流路
６    インク室底面
７    球状物
８    インク
９    シール部材
１０  基板
１１  共通液室
１２  ＨＢ
１３  ノズルオリフィス
１４  供給部材
１５  タンク側結合部
１６  タンク側供給部
１７  インク室側壁
１８  キャリッジ走査方向
１９  球状物の衝突力
２０  反力
２１  キャリッジスキャン方向の分力
２２  キャリッジスキャン方向に直行する方向の分力
２３  インクジェット記録ヘッド
２４  交換型インクタンク
２５  タンクロックレバー
２６  キャリッジ
２７  シャフト
２８  ガイド
２９  外装上カバー
３０  外装下カバー
３１  アウター
３２  アウター固定具１
３３  アウター固定具２
３４  インナーワイヤー作用側
３５  インナーワイヤー力点側
３６  ヘッド傾け部材
３７  斜面
３８  押し部
３９  ガイドピン
４０  シーリング
４１  シーリングホルダ
４２  ハウジング
４３  ストッパ
４４  スプリング
【図１】
2006218676.tif 000003
【図２】
2006218676.tif 000004
【図３】
2006218676.tif 000005
【図４】
2006218676.tif 000006
【図５】
2006218676.tif 000007
【図６】
2006218676.tif 000008
【図７】
2006218676.tif 000009